星载激光雷达望远镜主镜超轻量化结构设计
2021-10-23邢昆明
洛阳理工学院学报(自然科学版) 2021年3期
李 路,邢昆明,赵 明
(1.皖西学院 机械与车辆工程学院,安徽 六安 237012;2.中国科学院合肥物质科学研究院 中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031)
随着空间技术的不断发展,星载激光雷达作为主动式遥感卫星的主要载荷,在众多领域中发挥着重要的作用[1]。高重频、低能量和单光子探测技术实现小型化星载激光雷达探测系统,可以实现水平空间的高分辨率,如云-气溶胶传输系统CATS(Cloud-Aerosol Transport System);体积小、成本低、质量少的激光雷达载荷,可实现与其他载荷进行组网探测,是星载激光雷达技术发展的必然趋势[2-4]。
主镜作为星载激光雷达接收系统的主要部件,既是星载激光雷达接收系统的主要质量来源,也是影响星载激光雷达探测性能的关键。在主镜轻量化设计方面,国内外对空间反射镜轻量化设计研究已有很多成功的案例。Kihm等[5]选用多目标遗传算法对Φ1 000 mm反射镜进行轻量化设计,可快速求解获得设计域;Genberg等[6]利用光机热集成方法建立光学模型,以空间相机光学参数系统波前误差作为设计目标,对系统进行优化设计;Riva等[7]运用光机热集成技术和耦合灵敏度矩阵分析相结合的方法对Φ600 mm口径望远镜进行轻量化设计;包奇红[8]和叶伟楠等[9]采用多目标遗传算法对反射镜结构尺寸进行优化设计;赵宇等[10]采用参数集成优化与实验验证相结合方法对Φ500 mm反射镜进行超轻量化设计;胡洋等[11]采用拓扑优化和参数集成优化相结合的方法对长条形反射镜进行超轻量化设计。……
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